一种隐式曲面随机点云生成方法技术

本发明专利技术涉及一种隐式曲面随机点云生成方法，生成沿隐式方式描述的曲面分布的随机点云，并能保证点云在曲面上处处同等稠密，且在法线方向呈标准差一致的正态分布。具体步骤是：输入隐式曲面及其偏导函数、三维区域和点云规格参数，反复地在指定三维区域均匀地生成随机点，然后根据隐函数值和梯度模计算点到隐式曲面的近似距离，对不同距离的点按不同的概率加入点云或丢弃重取。一方面，在三维区域内随机取的点均匀分布，能使点云在曲面上处处同等稠密。另一方面，不同距离的点加入点云的概率依据正态分布密度函数确定，能使点云在曲面法向呈正态分布。

An implicit surface random point cloud generation method

The invention relates to an implicit surface random point cloud generation method, generating random point clouds distributed along the implicit way, and ensuring that point clouds are equally dense on the surface, and normal distribution is normal in the normal direction. Specific steps: input the implicit surface and its derivative function, 3D point cloud area and specifications, repeatedly generate random points evenly in specified three-dimensional area, and then point to the approximate distance of implicit surfaces based on numerical and implicit gradient model, for different distance points according to the probability of different join point cloud refetch or discarded. On the one hand, the point uniformly distributed in the three dimensional region can make the point cloud be equally dense on the surface. On the other hand, the probability of adding point clouds at different distances is determined by the normal distribution density function, and the point cloud can be distributed in normal form in the surface normal direction.

【技术实现步骤摘要】
一种隐式曲面随机点云生成方法
本专利技术涉及电子数据处理领域，具体地说是一种为电子计算机提供隐式曲面点云数据生成的方法。
技术介绍
随机点云生成器(RandomPointCloudGenerator)是一种数据处理软件，它以特定的曲面描述为输入，输出一定规格的曲面随机点云，要求生成的点云沿曲面均匀分布。随机点云生成器的主要应用领域有科学研究、动画设计和教学。在以点云为处理对象的科学研究中，点云的处理算法(如曲线拟合、图像矢量化、曲面重建、障碍物识别、距离计算、模式识别、形状分类)往往是研究的关键。由于点云的处理在计算机视觉、机器人、医学影像处理、3D打印建模、遥感、天文观测等工程、科学领域应用广泛，其处理算法的研究非常活跃。一种新的算法设计出来，需要有大量的模拟点云和实际点云数据来检验算法的性能，测试点云处理算法的精度、运算速度、鲁棒性、稳定性、保拓扑性。实际点云数据可以由3D扫描仪等设备得到，而模拟点云数据则不能由设备产生，只能手工创建，其创建工作是一项非常繁重的劳动，于是科研人员希望有一个自动工具，能根据曲线、曲面的数学描述生成相应的点云数据。随机点云生成器正可满足这种需求，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隐式曲面随机点云生成方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)定义并输入隐式曲面的隐函数G(x,y,z)、隐函数的梯度函数

【技术特征摘要】
1.一种隐式曲面随机点云生成方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)定义并输入隐式曲面的隐函数G(x,y,z)、隐函数的梯度函数和有界区域Ω＝[a1,a2]×[b1,b2]×[c1,c2]，即隐函数的输入形式为一个函数指针，梯度函数的输入形式是三个函数指针，有界区域的输入形式是六个浮点数；同时定义并输入点云的两个规格参数：厚度标准差σ和点数N；(2)估算隐函数G(x,y,z)在区域Ω上的最大梯度模M；(3)在有界区域Ω＝[a1,a2]×[b1,b2]×[c1,c2]内取随机点P＝(xP,yP,zP)；(4)计算函数值G(xP,yP,zP)、梯度向量▽G(xP,yP,zP)和(5)若|G(xP,yP,zP)|＞λMσ，回到步骤(3)，其中λ为截尾倍数；(6)在区间[0,1]中取随机数v，若将点P加入点云，其中φ0,1(x)表示均值为0、标准差为1的正态分布密度函数的指数函数部分，否则回到步骤(3)；(7)若点云的点数不足N，回到步骤(3)继续，否则结束。2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明晓，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33